8.8  Extra opgaven
1
a

sin ⁡ ( t ) neemt alle waarden aan tussen ‐ 1 en 1 , dus: 5 − 2 ≤ 5 + 2 sin ⁡ ( 3 ( x − 1 4 π ) ) ≤ 5 + 2 , dus y neemt alle waarden tussen 3 en 7 (inclusief grenzen).

b

Dan: sin ⁡ ( 3 ( x − 1 4 π ) ) = ‐ 1 2 .
Dus: 3 ( x − 1 4 π ) = 1 1 6 π + k ⋅ 2 π of 3 ( x − 1 4 π ) = 1 5 6 π + k ⋅ 2 π , dus x = 23 36 π + k ⋅ 2 3 π of x = 31 36 π + k ⋅ 2 3 π .
Dit geeft 9 oplossingen.

c

Dat komt door de periodiciteit of de symmetrie ten opzichte van een lijn evenwijdig met de x -as door de het hoogste of het laagste punt van de grafiek.
We berekenen de hoek in het snijpunt met eerste coördinaat 23 36 π .
f ' ( x ) = 6 cos ⁡ ( 3 ( x − 1 4 π ) ) , dus f ' ( 23 36 π ) = 6 cos ⁡ ( 1 1 6 π ) = ‐ 3 3 , dus de gevraagde hoek is tan ⁡ ‐ 1 ( 3 3 ) = 79 ° .

2
a

Cirkel met middelpunt ( 1,5 ) en straal  2 ; hoeksnelheid 3  rad/s ; startpunt ( 1,3 ) , snelheid 6  eenh/s.

b

Alle oplossingen: t = 2 9 π + k ⋅ 2 3 π of t = 4 9 π + k ⋅ 2 3 π .
De gevraagde oplossingen zijn: 2 9 π , 4 9 π , 8 9 π , 1 1 9 π , 1 5 9 π en 1 7 9 π .

3
a

middelpunt ( 3,4 ) ; straal = 2 ; periode = 2 ; fasehoek = π

b

snelheid = ω ⋅ r = 2 π  m/s

4

{ x = 1 + 2 cos ⁡ ( π t + 2 3 π ) y = ‐ 3 + 2 sin ⁡ ( π t + 2 3 π )

5
a

1 2  rad/sec ; 1 1 2  eenheid/s

b

Er is dan een kwart cirkel afgelegd. Noem het middelpunt van de cirkel M en de punten op gelijke hoogte A en B . Dan is driehoek A B M een gelijkbenige rechthoekige driehoek met A M = B M = 3 en de gevraagde afstand is A B = 3 2 .

6
a

Met formule 9 vind je cos ⁡ 2 ( t ) = 0,0784 . Omdat cos ⁡ ( t ) < 0 , volgt:
cos ⁡ ( t ) = ‐ 0,28 .

b

Dan sin ⁡ ( t ) = ± 0,6 . In beide gevallen vind je één oplossing met de GR: t = ± 0,6435... , dus t = 0,644 , t = ‐ 0,644 , t = 2,498 , t = ‐ 2,498 .

c

De eerste gelijkheid volgt uit formule 7 of 8, de tweede uit formule 5.

7

Uit de gegevens volgt met formule 9: cos ⁡ ( α ) = ‐ 2 5 5 en cos ⁡ ( β ) = ‐ 1 2 3 .
sin ⁡ ( α + β ) = sin ⁡ ( α ) cos ⁡ ( β ) + cos ⁡ ( α ) sin ⁡ ( β ) = ‐ ( 1 10 15 + 1 5 5 )
cos ⁡ ( α − β ) = cos ⁡ ( α ) cos ⁡ ( β ) + sin ⁡ ( α ) sin ⁡ ( β ) = 1 5 15 + 1 10 5 ,
sin ⁡ ( 2 α ) = 2 sin ⁡ ( α ) cos ⁡ ( α ) = ‐ 4 5 ,
cos ⁡ ( 2 α ) = 1 − 2 sin ⁡ 2 ⁡ ( α ) = 3 5 .

8
a

v → = ( cos ⁡ ( t ) − t sin ⁡ ( t ) sin ⁡ ( t ) + t cos ⁡ ( t ) )

b

| v → | 2 = ( cos ⁡ ( t ) − t sin ⁡ ( t ) ) 2 + ( sin ⁡ ( t ) + t cos ⁡ ( t ) ) 2 =
sin ⁡ 2 ( t ) + cos ⁡ 2 ( t ) + t 2 ( sin ⁡ 2 ( t ) + cos ⁡ 2 ( t ) ) , dus | v → | = 1 + t 2 .
Dus t = 2 2 .

9
a

De lange is 2 ⋅ cos ⁡ ( α ) , de korte 2 ⋅ sin ⁡ ( α ) .

b

De diagonalen in een ruit delen elkaar middendoor, dus ∠ S O P = α en het snijpunt van lijnstuk O P met de eenheidscirkel is ( cos ⁡ ( α ) , sin ⁡ ( α ) ) .

c

( cos ⁡ ( α ) sin ⁡ ( α ) ) heeft lengte 1 , dus uit a volgt: k = 2 cos ⁡ ( α ) .

d

Uit het voorgaande volgt: ( 1 0 ) + ( cos ⁡ ( 2 α ) sin ⁡ ( 2 α ) ) = 2 cos ⁡ ( α ) ⋅ ( cos ⁡ ( α ) sin ⁡ ( α ) ) , dus
( 1 + cos ⁡ ( 2 α ) sin ⁡ ( 2 α ) ) = ( 2 cos ⁡ 2 ⁡ ( α ) 2 cos ⁡ ( α ) sin ⁡ ( α ) ) .

10
a

-

b

De helling is sin ⁡ ( 2 α ) cos ⁡ ( 2 α ) = 2 sin ⁡ ( α ) cos ⁡ ( α ) cos ⁡ 2 ⁡ ( α ) − sin ⁡ 2 ⁡ ( α ) , volgens de verdubbelingsformules 16 en 17.

c

2 sin ⁡ ( α ) cos ⁡ ( α ) cos ⁡ 2 ⁡ ( α ) − sin ⁡ 2 ⁡ ( α ) = 2 sin ⁡ ( α ) cos ⁡ ( α ) cos ⁡ 2 ⁡ ( α ) cos ⁡ 2 ⁡ ( α ) − sin ⁡ 2 ⁡ ( α ) cos ⁡ 2 ⁡ ( α ) = 2 m 1 − m 2

11

(na kruislings vermenigvuldigen) dus te bewijzen:
cos ⁡ ( 2 x ) + cos ⁡ ( x ) = ( 2 cos ⁡ ( x ) − 1 ) ( cos ⁡ ( x ) + 1 ) ⇔
cos ⁡ ( 2 x ) + cos ⁡ ( x ) = 2 cos ⁡ 2 ( x ) + cos ⁡ ( x ) − 1 , dit klopt volgens formule 17.

cos ⁡ ( x - y ) cos ⁡ ( x + y ) = ( cos ⁡ ( x ) cos ⁡ ( y ) + sin ⁡ ( x ) sin ⁡ ( y ) ) ( cos ⁡ ( x ) cos ⁡ ( y ) − sin ⁡ ( x ) sin ⁡ ( y ) ) =
cos ⁡ 2 ( x ) ⋅ cos ⁡ 2 ( y ) − sin ⁡ 2 ( x ) ⋅ sin ⁡ 2 ( y ) =
( 1 − sin ⁡ 2 ( x ) ) ( 1 − sin ⁡ 2 ( y ) ) − sin ⁡ 2 ( x ) ⋅ sin ⁡ 2 ( y ) =
1 − sin ⁡ 2 ( x ) − sin ⁡ 2 ( y ) + sin ⁡ 2 ( x ) ⋅ sin ⁡ 2 ( y ) − sin ⁡ 2 ( x ) ⋅ sin ⁡ 2 ( y ) =
1 − sin ⁡ 2 ( x ) − sin ⁡ 2 ( y ) = cos ⁡ 2 ( x ) − sin ⁡ 2 ( y )

12
a

sin ⁡ ( t ) = 2 sin ⁡ ( 2 t ) ⇔ sin ⁡ ( t ) = 4 sin ⁡ ( t ) cos ⁡ ( t ) ⇔ sin ⁡ ( t ) = 0 of cos ⁡ ( t ) = 0,25 , dus t = 0 , π = 3,14 , 2 π = 6,28 , 1,32 , of 4,97 .

b

Dan sin ⁡ ( t ) cos ⁡ ( t ) + 1 = 2 sin ⁡ ( 2 t ) 2 cos ⁡ ( 2 t ) + 4 ⇔ sin ⁡ ( t ) cos ⁡ ( t ) + 1 = 4 sin ⁡ ( t ) cos ⁡ ( t ) 4 cos ⁡ 2 ( t ) + 2 , dus
sin ⁡ ( t ) = 0 of 4 cos ⁡ 2 ( t ) + 2 = 4 cos ⁡ 2 ( t ) + 4 cos ⁡ ( t ) , dus t = 0 , π , 2 π , 1 3 π of 5 3 π .

13

S is het punt ( 1,0 ) . Neem aan dat de standaard-cirkelbeweging op tijdstip α in B is. Dan is B ( cos ⁡ ( α ) , sin ⁡ ( α ) ) en A ( cos ⁡ ( α − 1 3 π ) , sin ⁡ ( α − 1 3 π ) ) .
De eerste coördinaat van A is: cos ⁡ ( α − 1 3 π ) = cos ⁡ ( α ) cos ⁡ ( 1 3 π ) + sin ⁡ ( α ) sin ⁡ ( 1 3 π ) = 3 10 + 2 5 3 en de tweede coördinaat is: sin ⁡ ( α − 1 3 π ) = sin ⁡ ( α ) cos ⁡ ( 1 3 π ) − cos ⁡ ( α ) sin ⁡ ( 1 3 π ) = 2 5 − 3 10 3 .

14
a

f ( x ) = 0 ⇔ cos ⁡ ( x ) = 0  of  cos ⁡ ( x ) = ‐ 1 , dus x = ± 1 2 π of x = ± π .

b

f ′ ( x ) = ‐ 2 sin ⁡ ( x ) cos ⁡ ( x ) − sin ⁡ ( x ) , dus f ′ ( x ) = 0 ⇔ sin ⁡ ( x ) = 0  of cos ( x ) = ‐ 1 2 .
Dus f ′ ( x ) = 0 ⇔ x = 0,   ± π ,   ± 2 3 π .
De extreme waarden zijn (GR): maxima f ( 0 ) = 2 , f ( ± π ) = 0 en minima: f ( ± 2 3 π ) = ‐ 1 4 .